第15章 轴对称 单元复习(7大知识点+10大分层题型+易错重难点+巩固练习)培优讲义2026-2027学年人教版八年级数学上册
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内容正文:
第15章 轴对称
知识点1 轴对称图形与对称轴
1.轴对称图形:如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就叫做轴对称图形,这条直线就是它的对称轴。
2.对称点:折叠后重合的点是对应点,叫做对称点,这时也说这个图形关于这条直线对称。
3.常见轴对称图形:线段、角、等腰三角形、等边三角形、正方形、矩形、圆等都是轴对称图形,其中圆的对称轴有无数条。
知识点2 成轴对称与轴对称图形的区别联系
比较
两个图形成轴对称
轴对称图形
对象
两个图形之间的对称关系
一个图形自身的对称
对称轴
在两个图形之间,通常只有一条
过图形自身,至少有一条
联系
把成轴对称的两个图形看成一个整体,就是一个轴对称图形
把一个轴对称图形沿对称轴分成两个图形,这两个图形成轴对称
知识点3 轴对称的性质
1.全等:成轴对称的两个图形全等。
2.垂直平分:成轴对称的两个图形中,连接对称点的线段被对称轴垂直平分。
3.对称轴画法:对称轴是任意一对对应点所连线段的垂直平分线,作对应点连线的垂直平分线即得对称轴。
知识点4 作轴对称图形
1.轴对称变换:由一个平面图形得到它的轴对称图形叫做轴对称变换,其实质是图形的翻折,翻折得到的图形与原图形全等。
2.作图方法:①找——在原图形上找特殊点(如线段的端点);②画——画各特殊点关于对称轴的对称点;③连——按原图形依次连接各对称点。
3.坐标轴对称:点关于轴对称的点的坐标为;关于轴对称的点的坐标为。
知识点5 线段的垂直平分线
1.定义:经过线段中点并且垂直于这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线。
2.性质定理:线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等。
3.判定定理:与线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上。
4.尺规作图:分别以线段AB两端点为圆心、以大于线段一半的长为半径作弧,两弧交于两点,过这两点的直线CD即为垂直平分线。
知识点6 等腰三角形的性质与判定
1.定义:有两条边相等的三角形叫做等腰三角形,相等的边叫腰,第三边叫底边。
2.性质1:等腰三角形的两个底角相等(等边对等角)。
3.性质2:等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高相互重合(三线合一)。
4.判定:定义法(两边相等);或如果一个三角形有两个角相等,那么这两个角所对的边也相等(等角对等边)。
知识点7 等边三角形的性质与判定
1.定义:三边都相等的三角形是等边三角形,等边三角形是特殊的等腰三角形。
2.性质:等边三角形的三个内角都相等,并且每一个角都等于;等边三角形是轴对称图形,有三条对称轴。
3.判定:定义法(三边相等);三个角都相等的三角形是等边三角形;有一个角是的等腰三角形是等边三角形。
【基础必考题型】
【题型1】判断轴对称图形
1.核心知识点:
轴对称图形的定义;对称轴的识别。
2.解题方法技巧:
①沿某条直线折叠后两边能重合即为轴对称图形;
②常见轴对称图形:线段、角、等腰(边)三角形、正方形、圆等;
③情境题(软件图标、体育图标、汉字、剪纸)先抽象图形再判断。
【例题1】.(2026八年级上·全国·专题练习)下列图标中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【变式题1-1】.(26-27八年级上·广西南宁·期中)下列表示计算机视觉交互应用的图标中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【变式题1-2】.(25-26八年级上·陕西安康·期末)下列是部分银行的标志图,其中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【变式题1-3】.(26-27八年级上·辽宁·期中)下列图形中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【题型2】找轴对称图形的对称轴
1.核心知识点:
对称轴;对称轴的条数。
2.解题方法技巧:
①对称轴是使图形沿其对折后两边重合的直线;
②对称轴是任意一对对应点连线的垂直平分线;
③等边三角形有3条对称轴,正方形有4条,圆有无数条。
【例题2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)如图,已知正五边形,请用直尺画出它所有的对称轴.
【变式题2-1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)画出图中所示图形的对称轴.(用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
【变式题2-2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)作出如图所示轴对称图形的对称轴.
【变式题2-3】.(25-26七年级下·陕西咸阳·阶段检测)画出下列等边三角形和正方形的所有对称轴.
【题型3】利用轴对称性质求解
1.核心知识点:
轴对称的性质:图形全等、对称点连线被对称轴垂直平分。
2.解题方法技巧:
①由轴对称得对应边相等、对应角相等;
②利用对称点连线被垂直平分进行线段转化;
③结合全等三角形、周长与面积关系求解。
【例题3】.(25-26七年级下·陕西西安·期末)如图,直线是四边形的对称轴,.若,则的度数为__________.
【变式题3-1】.(24-25八年级上·新疆乌鲁木齐·期末)如图,在中,,为上任意一点(不与点重合),将点分别以为对称轴,画出对称点,并连接,则的度数为______.
【变式题3-2】.(25-26七年级下·陕西汉中·期末)如图,四边形是轴对称图形,对称轴是直线,延长至点,若,,则的度数为____________.
【变式题3-3】.(25-26八年级上·安徽芜湖·阶段检测)如图,与关于直线l对称,连接交对称轴l于点 M,若,,则下列说法不一定正确的是( )
A.且
B.
C.
D.与的周长相等
【题型4】线段垂直平分线的性质
1.核心知识点:
垂直平分线的性质:线上的点到线段两端点距离相等。
2.解题方法技巧:
①垂直平分线上的点与两端点连线段相等,用于求周长、角度;
②等腰三角形中利用垂直平分线实现等量代换;
③结合三角形内角和求角度。
【例题4】.(25-26八年级上·河北邢台·阶段检测)如图,中,点在上,连接,分别以、为对称轴,作点的对称点、,连接、.
(1)如图1,若,求的度数.
(2)如图2,若E,A,F三点在同一直线上,直接写出的度数.
【变式题4-1】.(26-27八年级上·天津河东·阶段检测)如图,在中,,线段的垂直平分线交,于点,,的周长是,则的长为( )
A. B. C. D.
【变式题4-2】.(25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)在等腰中,腰的垂直平分线交另一腰所在的直线于点,垂足为,若,,则的长为___________.
【变式题4-3】.(2026八年级上·全国·专题练习)如图,在中,点是垂直平分线上一点,过点作,交的延长线于点,于点,且.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
【题型5】线段垂直平分线的判定
1.核心知识点:
垂直平分线的判定:到线段两端点距离相等的点在线段的垂直平分线上。
2.解题方法技巧:
①证明两点都在线段的垂直平分线上,两点连线即垂直平分线;
②由点到两端点距离相等,推出点在垂直平分线上;
③与角平分线、等腰三角形综合证明。
【例题5】.(26-27八年级上·江苏南通·阶段检测)如图,点在上,点在上,与交于点,,.
(1)求证:;
(2)求证:过点的直线垂直平分线段.
【变式题5-1】.(2026八年级上·全国·专题练习)如图,在中,D是上的一点,连接,作交于点E,交于点F,且平分,连接.
(1)证明:垂直平分.
(2)若的周长为18,面积为24,,求的长.
【变式题5-2】.(26-27八年级上·黑龙江佳木斯·阶段检测)如图,点O,在内部,垂直平分,垂直平分,,作直线.
(1)连接,,求证:;
(2)求证:垂直平分.
【变式题5-3】.(26-27八年级上·江苏盐城·阶段检测)如图,在中,,,若点D在的平分线所在的直线上.当点D在的外部时,过点D作于E,作交的延长线于F,且.
(1)求证:点D在的垂直平分线上;
(2)的长度是________.
【培优高频题型】
【题型6】尺规作线段的垂直平分线
1.核心知识点:
尺规作垂直平分线;垂直平分线的应用。
2.解题方法技巧:
①分别以两端点为圆心、以大于一半长为半径作弧,两弧交于两点,连线即垂直平分线;
②生活情境(找等距点、作观景台)转化为作垂直平分线;
③保留作图痕迹,不写作法。
【例题6】.(2026八年级上·全国·专题练习)如图,在中,分别以点和点为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点,,直线与,分别相交于点和点,连接,若,,则的周长是( )
A. B. C. D.
【变式题6-1】.(26-27八年级上·广西南宁·期中)如图,在中,.
(1)尺规作图:在边上求作一点D,连接,使得;(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若,求的周长.
【变式题6-2】.(25-26七年级上·山东济宁·阶段检测)如图,在中,按如下步骤作图:
①分别以,为圆心,大于为半径画弧,分别交于点,;
②作直线,与边交于点;
③连接.,,则的周长是( )
A.10 B.12 C.13 D.14
【变式题6-3】.(26-27八年级上·福建厦门·开学考试)如图,在中.
(1)求作边的垂直平分线,与、分别交于D、E(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,连接,若,的周长为13,求的周长
【题型7】画轴对称图形及对称点的坐标
1.核心知识点:
坐标轴对称点的坐标规律。
2.解题方法技巧:
①关于轴对称:,横坐标不变纵坐标相反;
②关于轴对称:,纵坐标不变横坐标相反;
③循环变换找规律,利用周期求解。
【例题7】.(26-27八年级上·福建三明·阶段检测)如图,平面直角坐标系中,有以下几个点:,,,过点作轴的垂线.
(1)作出关于直线的轴对称图形;
(2)直接写出,,的坐标;
(3)在内有一点,直接写出点关于直线的对称点的坐标(结果用含,的式子表示).
【变式题7-1】.(26-27八年级上·河南信阳·阶段检测)如图,平面直角坐标系中,,,,过点作轴的垂线.
(1)作出关于直线的轴对称图形;
(2)在内有一点,则点关于直线的对称点的坐标为(________,________)(结果用含,的式子表示)
(3)若点是内的一点,其关于轴的对称点为,求,的值.
【变式题7-2】.(26-27八年级上·福建厦门·阶段检测)如图在正方形网格中,直线l与网格线重合,点A,C,,均在网格点上,已知和关于直线l对称.
(1)请在图上把和补充完整;
(2)若以直线l为y轴的坐标系中,每小格代表一个单位长度,点的坐标为,则点B的坐标为________.
【变式题7-3】.(2026八年级上·甘肃·专题练习)已知在平面直角坐标系中的位置如图所示.
(1)请作关于轴对称的,边上的点在上的对应点的坐标是______;
(2)请作关于轴对称的.
【题型8】等腰(边)三角形的边角计算
1.核心知识点:
等腰三角形的腰与底、顶角与底角;等边三角形的三边与三角;三角形内角和与三边关系。
2.解题方法技巧:
①已知等腰三角形两边时,分类讨论腰与底,并用三边关系验证取舍;
②已知等腰三角形一角时,判断该角是顶角还是底角,利用两底角相等与内角和为分类求解;
③等边三角形三边相等、三角均为,连接各边中点所得三角形仍为等边三角形;
④结合含直角三角形性质,将边角关系转化为线段倍分求解。
【例题8】.(25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)若等腰三角形腰上的高是腰长的一半,则这个等腰三角形的底角是( )
A.或 B. C. D.或
【变式题8-1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)如图,是等边三角形,点在边上,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式题8-2】.(25-26八年级上·陕西安康·期末)如图,在中,,D是边上任意一点,连接,过点分别向、引垂线,垂足分别为、,是的边上的高.
(1)当点为的中点时,求证:;
(2)线段、、的长度之间存在怎样的数量关系?并说明理由.
【变式题8-3】.(26-27八年级上·内蒙古呼和浩特·阶段检测)如图,中,.,的延长线与相交于点F.连接、.
(1)求证:;
(2)若.求的长.
【压轴素养题型】
【题型9】等腰三角形与垂直平分线、角平分线综合
1.核心知识点:
垂直平分线;角平分线;等腰三角形的三线合一。
2.解题方法技巧:
①利用垂直平分线转化线段相等;
②利用角平分线转化角相等,结合等角对等边证等腰;
③三线合一用于证明垂直、平分、角相等。
【例题9】.(26-27八年级上·内蒙古呼和浩特·阶段检测)如图,在中,,,,.
(1)求证:是等腰三角形.
(2)若,求的长.
【变式题9-1】.(26-27八年级上·江苏南通·阶段检测)如图,在等边中,点是线段上一点,作射线,点关于射线的对称点为,连接并延长交射线于点.
(1)若,则_________,_________;
(2)求的度数;
(3)用等式表示线段,,之间的数量关系并证明.
【变式题9-2】.(26-27八年级上·江苏南通·阶段检测)如图,在中,,在上截取,连接,在的外部作,且交的延长线于点.
(1)证明:;
(2)延长到,使,连接、.请在备用图里补全图形,猜想与的数量关系并加以证明.
【变式题9-3】.(2026八年级上·全国·专题练习)已知三角形的中线时,我们常用“倍长中线”的方法构造全等三角形,解决相关计算或证明问题.
(1)如图1,在中,,,则边上的中线的取值范围是____ .
(2)如图2,在中,是边BC的中点,,交于点,交于点,连接,求证:.
(3)如图3,在四边形中,,交的延长线于点,是的中点,是的平分线.试探究线段,,之间的数量关系,并加以证明.
【题型10】利用轴对称求最短路径(将军饮马)
1.核心知识点:
轴对称变换;两点之间线段最短。
2.解题方法技巧:
①作定点关于定直线的对称点,连接对称点与另一动点;
②利用“两点之间线段最短”求最值;
③将军饮马模型:作对称点后连线,交点即最值点。
【例题10】.(25-26七年级下·陕西西安·期末)最短路径问题:
例:如图①所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区A、B提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从A、B到它的距离之和最短.
解:如图②,只有A关于l的对称点与点C、B在一直线上时,才能使最小.作点A关于直线“街道”的对称点,然后连接,交“街道”于点C,则点C就是所求的点.
应用:如图③,点A是锐角内部任意一点,在的两边上各取一点B,C,组成,当B、C在什么位置时,周长最小?
(1)在图中找出符合条件的点B和C,并画出.
(2)若,,求周长的最小值.
【变式题10-1】.(25-26七年级下·山东枣庄·期末)最短路径问题例:如图①,要在街道旁修建一个奶站,向居民区,提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使,到它的距离之和最短?
解:如图②,只有点关于直线的对称点与点,在同一条直线上时,才能使的值最小,作点关于直线的对称点,然后连接,交直线于点,则就是所求的点.
应用:
如图③,是锐角内部任意一点,在的两边,上各取一点,,组成,使它的周长最小.
(1)借助直角三角尺在图③中找出符合条件的点和点,并画出;
(2)若,,请结合有一个角是的等腰三角形是等边三角形这个结论,求周长的最小值.
迁移:
(3)如图④是锐角内部一条线段,在的两边,上各取一点,组成四边形,使四边形周长最小.
【变式题10-2】.(25-26七年级下·辽宁阜新·期末)【提出问题】唐代诗人李颀的《古从军行》开头两句“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”.
【分析问题】
(1)如图1,为了解决这个问题,数学小组的同学提出了如下四种确定河边饮马点的方案.正确的方案是____________(填序号).
【解决问题】
(2)如图2,在中,点与点关于直线对称,点是直线上的动点.若,,,则周长的最小值为____________.
【类比探究】
(3)如图3,点是内一定点,将军牵马从军营出发,先到河流边上一点饮马,再到草地边上一点吃草,最后回到军营.
①在图3上作图:使将军走过的路程最短.(保留作图痕迹)
②当将军走过的路程最短,且时,则____________.
【变式题10-3】.(25-26七年级下·广东清远·期末)问题解决
【提出问题】
唐代诗人李颀的《古从军行》开头两句“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”中隐含着一个有趣的数学问题——将军饮马,如图1,将军牵马从营地出发,先到河流边上一点饮马,再去河岸同侧的营地开会,应该怎样走才能使路程最短?
【分析问题】
(1)为了解决这个问题,数学小组的同学提出了如下四种确定河边饮马点的方案.
正确的方案是________(填序号),此方案中用到的求最短路程的数学知识是 .
【解决问题】
(2)如图2,在中,点与点关于直线成轴对称,点是直线上的动点.若,,,则周长的最小值为________.
【类比探究】
(3)如图3,点是内一定点,将军牵马从军营点出发,先到河流边上一点饮马,再到草地边上一点吃草,最后回到军营.
①在图3中作图:使将军走过的路程最短.(保留作图痕迹,辅助线用虚线,最短路程用实线)
②当将军走过的路程最短,且时,求的度数.
易错点
1.混淆轴对称图形与两个图形成轴对称:轴对称图形是一个图形自身对称,成轴对称是两个图形之间的对称关系。
2.等腰三角形分类讨论遗漏:已知一边或一角时,需分类讨论腰与底、顶角与底角,并验证三角形三边关系。
3.误用含30°直角三角形性质:该性质仅适用于直角三角形且锐角为30°,一般三角形或非30°角不适用。
4.对称轴理解错误:对称轴是直线,不是线段,且是任意一对对应点连线的垂直平分线。
重点
1.轴对称的性质:成轴对称的两个图形全等,对称点连线被对称轴垂直平分。
2.线段垂直平分线的性质与判定,以及尺规作图。
3.等腰三角形、等边三角形的性质与判定,三线合一、等边对等角、等角对等边。
4.含30°角的直角三角形的性质。
难点
1.利用轴对称求最短路径(将军饮马模型)。
2.等腰三角形的分类讨论问题。
3.轴对称与全等三角形、动点最值、存在性的综合探究。
4.坐标轴对称与图形变换综合的规律探究。
【对应练习题】
一、单选题
1.下列图形中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.已知点与点关于x轴对称,则m、n的值分别为( )
A.3, B.,3 C.3,4 D.,4
3.如图,在中,,点D在边上,,则图中的等腰三角形是( )
A. B. C. D.和
二、填空题
4.如图,等边三角形中,是上的高,若,则________.
5.如图,在四边形中,,.若,,则四边形的面积为__________.
6.如图,已知线段,分别以点,为圆心,长为半径画弧,两弧在上方交于点,在下方交于点,连接交于点.以点为圆心,长为半径画弧,交线段于点,连接,,则的大小为_________.
三、解答题
7.如图,,,求证:是等腰三角形.
8.如图,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边m饮马,然后到位于直线l上的草场上喂马,最后回到B地,请帮他设计一条路线,使其行走的路程最短.
9.如图,在平面直角坐标系中,.
(1)在图中画出关于y轴对称的,并写出和的坐标.
(2)在x轴上作出一点P,使最小.(保留作图痕迹,不要求写作法)
10.如图,在中,,垂直平分,连接.
(1)证明:.
(2)若,,求的长.
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第15章 轴对称
知识点1 轴对称图形与对称轴
1.轴对称图形:如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就叫做轴对称图形,这条直线就是它的对称轴。
2.对称点:折叠后重合的点是对应点,叫做对称点,这时也说这个图形关于这条直线对称。
3.常见轴对称图形:线段、角、等腰三角形、等边三角形、正方形、矩形、圆等都是轴对称图形,其中圆的对称轴有无数条。
知识点2 成轴对称与轴对称图形的区别联系
比较
两个图形成轴对称
轴对称图形
对象
两个图形之间的对称关系
一个图形自身的对称
对称轴
在两个图形之间,通常只有一条
过图形自身,至少有一条
联系
把成轴对称的两个图形看成一个整体,就是一个轴对称图形
把一个轴对称图形沿对称轴分成两个图形,这两个图形成轴对称
知识点3 轴对称的性质
1.全等:成轴对称的两个图形全等。
2.垂直平分:成轴对称的两个图形中,连接对称点的线段被对称轴垂直平分。
3.对称轴画法:对称轴是任意一对对应点所连线段的垂直平分线,作对应点连线的垂直平分线即得对称轴。
知识点4 作轴对称图形
1.轴对称变换:由一个平面图形得到它的轴对称图形叫做轴对称变换,其实质是图形的翻折,翻折得到的图形与原图形全等。
2.作图方法:①找——在原图形上找特殊点(如线段的端点);②画——画各特殊点关于对称轴的对称点;③连——按原图形依次连接各对称点。
3.坐标轴对称:点关于轴对称的点的坐标为;关于轴对称的点的坐标为。
知识点5 线段的垂直平分线
1.定义:经过线段中点并且垂直于这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线。
2.性质定理:线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等。
3.判定定理:与线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上。
4.尺规作图:分别以线段AB两端点为圆心、以大于线段一半的长为半径作弧,两弧交于两点,过这两点的直线CD即为垂直平分线。
知识点6 等腰三角形的性质与判定
1.定义:有两条边相等的三角形叫做等腰三角形,相等的边叫腰,第三边叫底边。
2.性质1:等腰三角形的两个底角相等(等边对等角)。
3.性质2:等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高相互重合(三线合一)。
4.判定:定义法(两边相等);或如果一个三角形有两个角相等,那么这两个角所对的边也相等(等角对等边)。
知识点7 等边三角形的性质与判定
1.定义:三边都相等的三角形是等边三角形,等边三角形是特殊的等腰三角形。
2.性质:等边三角形的三个内角都相等,并且每一个角都等于;等边三角形是轴对称图形,有三条对称轴。
3.判定:定义法(三边相等);三个角都相等的三角形是等边三角形;有一个角是的等腰三角形是等边三角形。
【基础必考题型】
【题型1】判断轴对称图形
1.核心知识点:
轴对称图形的定义;对称轴的识别。
2.解题方法技巧:
①沿某条直线折叠后两边能重合即为轴对称图形;
②常见轴对称图形:线段、角、等腰(边)三角形、正方形、圆等;
③情境题(软件图标、体育图标、汉字、剪纸)先抽象图形再判断。
【例题1】.(2026八年级上·全国·专题练习)下列图标中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据如果一个平面图形沿着一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,那么这个图形叫做轴对称图形判断即可.
【详解】解:A.不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
B.不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
C.不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
D.是轴对称图形,故本选项符合题意.
【变式题1-1】.(26-27八年级上·广西南宁·期中)下列表示计算机视觉交互应用的图标中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将图形沿某一条直线对折,直线两边的图形能完全重合的图形是轴对称图形,据此进行逐一判断即可.
【详解】
解:A. 沿此直线对折,两边能完全重合,是轴对称图形,故此项正确;
选项B、C、 D均找不到一条直线对折,使得直线两边的图形能完全重合,所以都不是轴对称图形,故此三项均错误.
【变式题1-2】.(25-26八年级上·陕西安康·期末)下列是部分银行的标志图,其中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:A.不是轴对称图形,不符合题意;
B.是轴对称图形,符合题意;
C.不是轴对称图形,不符合题意;
D.不是轴对称图形,不符合题意.
【变式题1-3】.(26-27八年级上·辽宁·期中)下列图形中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】轴对称图形的判断方法:把某个图象沿某条直线折叠,如果图形的两部分能够重合,那么这个是轴对称图形.根据轴对称图形的概念分别判断得出答案.
【详解】解:A、是轴对称图形,故此选项符合题意;
B、不是轴对称图形,故此选项不符合题意;
C、不是轴对称图形,故此选项不符合题意;
D、不是轴对称图形,故此选项不符合题意;
【题型2】找轴对称图形的对称轴
1.核心知识点:
对称轴;对称轴的条数。
2.解题方法技巧:
①对称轴是使图形沿其对折后两边重合的直线;
②对称轴是任意一对对应点连线的垂直平分线;
③等边三角形有3条对称轴,正方形有4条,圆有无数条。
【例题2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)如图,已知正五边形,请用直尺画出它所有的对称轴.
【答案】解:如图所示,即为所求.
【分析】根据正五边形的对称性,先任意作出两条对角线相交于一点,然后过第五个顶点与这个交点作出对称轴即可.
【详解】解:略.
【变式题2-1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)画出图中所示图形的对称轴.(用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
【答案】如图,直线即为所画对称轴.
【分析】作出对应点连线段的垂直平分线即可.
【详解】略
【变式题2-2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)作出如图所示轴对称图形的对称轴.
【答案】如图,直线即为所求.
【详解】略
【变式题2-3】.(25-26七年级下·陕西咸阳·阶段检测)画出下列等边三角形和正方形的所有对称轴.
【答案】解:如图所示即为所作.
【详解】略
【题型3】利用轴对称性质求解
1.核心知识点:
轴对称的性质:图形全等、对称点连线被对称轴垂直平分。
2.解题方法技巧:
①由轴对称得对应边相等、对应角相等;
②利用对称点连线被垂直平分进行线段转化;
③结合全等三角形、周长与面积关系求解。
【例题3】.(25-26七年级下·陕西西安·期末)如图,直线是四边形的对称轴,.若,则的度数为__________.
【答案】
【分析】先得出,再根据两直线平行,同旁内角互补求解即可.
【详解】解:∵直线是四边形的对称轴,且,
∴,
∵,
∴.
【变式题3-1】.(24-25八年级上·新疆乌鲁木齐·期末)如图,在中,,为上任意一点(不与点重合),将点分别以为对称轴,画出对称点,并连接,则的度数为______.
【答案】
【分析】本题考查了对称的性质和三角形内角和定理,关键是利用轴对称的性质解答.连接,由对称得,由三角形内角和求得即可求解.
【详解】解:如图,连接,
由对称得,
∴
;
∵,,,
∴,
∴.
故答案为:.
【变式题3-2】.(25-26七年级下·陕西汉中·期末)如图,四边形是轴对称图形,对称轴是直线,延长至点,若,,则的度数为____________.
【答案】
【分析】根据平行线的性质可得,进而根据轴对称的性质可得,据此可得答案.
【详解】解:∵,
∴
∵四边形是轴对称图形,对称轴是直线,
∴,
故答案为:.
【变式题3-3】.(25-26八年级上·安徽芜湖·阶段检测)如图,与关于直线l对称,连接交对称轴l于点 M,若,,则下列说法不一定正确的是( )
A.且
B.
C.
D.与的周长相等
【答案】C
【分析】根据轴对称的性质判断三角形的周长、对应点连线与对称轴的关系,再利用三角形内角和定理求出角的度数,最后逐一分析选项即可.
【详解】解:A项:∵与关于直线l对称,A与是一对对应点,∴对称轴l是线段的垂直平分线,即且,故A正确,不符合题意;
B项:∵与关于直线l对称,,∵,,, ,故B正确,不符合题意;
C项:根据题目中的条件,无法证明,故C错误,符合题意;
D项:∵与关于直线l对称,∴,由全等三角形的对应边相等可知,的三边与的三边分别相等,∴它们的周长也相等,故D正确,不符合题意.
【题型4】线段垂直平分线的性质
1.核心知识点:
垂直平分线的性质:线上的点到线段两端点距离相等。
2.解题方法技巧:
①垂直平分线上的点与两端点连线段相等,用于求周长、角度;
②等腰三角形中利用垂直平分线实现等量代换;
③结合三角形内角和求角度。
【例题4】.(25-26八年级上·河北邢台·阶段检测)如图,中,点在上,连接,分别以、为对称轴,作点的对称点、,连接、.
(1)如图1,若,求的度数.
(2)如图2,若E,A,F三点在同一直线上,直接写出的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了轴对称的性质,熟练掌握轴对称的性质,是解题的关键.
(1)利用轴对称的性质解答即可;
(2)根据E,A,F三点在同一直线上,得出,根据轴对称的性质得出,,即可得出,从而得出,即可得出答案.
【详解】(1)解:∵点E、F分别是点D以、为对称轴的对称点,
∴,,
∴,
∴;
(2)解:∵E,A,F三点在同一直线上,
∴,
∵点E、F分别是点D以、为对称轴的对称点,
∴,,
∴,
∴,
∴.
【变式题4-1】.(26-27八年级上·天津河东·阶段检测)如图,在中,,线段的垂直平分线交,于点,,的周长是,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先根据是线段的垂直平分线,可得,然后根据的周长是,以及,求出的长为多少即可.
【详解】解: 是线段的垂直平分线,
,
的周长是,
,
,
,
,
又 ,
.
【变式题4-2】.(25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)在等腰中,腰的垂直平分线交另一腰所在的直线于点,垂足为,若,,则的长为___________.
【答案】或
【分析】分等腰是锐角三角形和等腰是钝角三角形两种情况分别画出图形,利用垂直平分线的性质进行解答即可.
【详解】解:若等腰是锐角三角形,如图,
∵垂直平分,
∴,
∴;
若等腰是钝角三角形,如图,
∵垂直平分,
∴,
∴;
即的长为或 .
【变式题4-3】.(2026八年级上·全国·专题练习)如图,在中,点是垂直平分线上一点,过点作,交的延长线于点,于点,且.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明:点在的垂直平分线上,
.
,,
.
在和中,
,
,
.
(2)
【分析】(1)由垂直平分线的性质得到,结合,利用证得,从而得到;
(2)先利用证明,得到,设,则,,,利用建立方程求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:如图,连接.
在和中,
,
,
.
设,则.
已知,,
,
,
由(1)得,
,
解得.
的长为.
【题型5】线段垂直平分线的判定
1.核心知识点:
垂直平分线的判定:到线段两端点距离相等的点在线段的垂直平分线上。
2.解题方法技巧:
①证明两点都在线段的垂直平分线上,两点连线即垂直平分线;
②由点到两端点距离相等,推出点在垂直平分线上;
③与角平分线、等腰三角形综合证明。
【例题5】.(26-27八年级上·江苏南通·阶段检测)如图,点在上,点在上,与交于点,,.
(1)求证:;
(2)求证:过点的直线垂直平分线段.
【答案】(1)证明:在和中,
,
∴,
∴;
(2)证明:∵,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,,
∴点都在的垂直平分线上,
∴过点的直线垂直平分线段.
【分析】()证明即可求证;
()证明,得到,再根据线段垂直平分线的判定即可求证.
【详解】(1)略
(2)略
【变式题5-1】.(2026八年级上·全国·专题练习)如图,在中,D是上的一点,连接,作交于点E,交于点F,且平分,连接.
(1)证明:垂直平分.
(2)若的周长为18,面积为24,,求的长.
【答案】(1)证明:,,
,
平分,
,
在和中,
,
,
,,
点A和点D在的垂直平分线上,
垂直平分;
(2)4
【分析】(1)根据题目条件证明,从而,,利用垂直平分线的判定即可证明;
(2)由,再根据,利用面积之间的关系即可求解.
【详解】(1)略;
(2)解:,的周长为18,
,
由(1)得,
,,
,
,
.
【变式题5-2】.(26-27八年级上·黑龙江佳木斯·阶段检测)如图,点O,在内部,垂直平分,垂直平分,,作直线.
(1)连接,,求证:;
(2)求证:垂直平分.
【答案】(1)证明:连接,如图,
∵垂直平分,垂直平分
∴,
∴
(2)证明:∵,
∴点O在线段的垂直平分线上,
∵,
∴点F在线段的垂直平分线上,
又∵点O与点F不重合,且两点确定一条直线,
∴垂直平分.
【详解】(1)见答案
(2)见答案
【变式题5-3】.(26-27八年级上·江苏盐城·阶段检测)如图,在中,,,若点D在的平分线所在的直线上.当点D在的外部时,过点D作于E,作交的延长线于F,且.
(1)求证:点D在的垂直平分线上;
(2)的长度是________.
【答案】(1)证明:连接
∵点在的平分线所在的直线上,,,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
∴点在的垂直平分线上;
(2)2
【分析】(1)连接,,根据证明得,可证点D在的垂直平分线上;
(2)由条件可以得出就可以得出,进而就可以求出结论.
【详解】(1)略.
(2)解:在和中,
,
,
,
,
,
,
.
【培优高频题型】
【题型6】尺规作线段的垂直平分线
1.核心知识点:
尺规作垂直平分线;垂直平分线的应用。
2.解题方法技巧:
①分别以两端点为圆心、以大于一半长为半径作弧,两弧交于两点,连线即垂直平分线;
②生活情境(找等距点、作观景台)转化为作垂直平分线;
③保留作图痕迹,不写作法。
【例题6】.(2026八年级上·全国·专题练习)如图,在中,分别以点和点为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点,,直线与,分别相交于点和点,连接,若,,则的周长是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据作图方式可知直线是线段的垂直平分线,得到,进而转化线段求出的周长.
【详解】解:由题意得:垂直平分,
,
则.
【变式题6-1】.(26-27八年级上·广西南宁·期中)如图,在中,.
(1)尺规作图:在边上求作一点D,连接,使得;(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若,求的周长.
【答案】(1)如图,即为所求;
(2)8
【分析】(1)作出线段的垂直平分线与的交点即为点,根据线段的垂直平分线的性质即可得到;
(2)由结合,可得,再根据三角形的周长公式求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:∵,由(1)知
∴
∵,
∴的周长.
【变式题6-2】.(25-26七年级上·山东济宁·阶段检测)如图,在中,按如下步骤作图:
①分别以,为圆心,大于为半径画弧,分别交于点,;
②作直线,与边交于点;
③连接.,,则的周长是( )
A.10 B.12 C.13 D.14
【答案】C
【分析】由题意可知垂直平分,依据“垂直平分线上的点到线段两个端点的距离相等”得,再由即可求解.
【详解】解:由作图可知,垂直平分,
,
,,
.
【变式题6-3】.(26-27八年级上·福建厦门·开学考试)如图,在中.
(1)求作边的垂直平分线,与、分别交于D、E(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,连接,若,的周长为13,求的周长
【答案】(1)如图所示,即为所求,
(2)
【分析】(1)分别以为圆心,大于为半径画弧,得到两弧的交点,过两弧的交点作直线,分别交边,于点,即可;
(2)根据垂直平分线的性质得到,,由的周长为,可求出,再利用三角形的周长公式即可求解.
【详解】(1)略
(2)解:如图,连接,
∵是的垂直平分线,
∴,,
∴,
∵的周长为,
∴,
∴,
即,
∴的周长.
【题型7】画轴对称图形及对称点的坐标
1.核心知识点:
坐标轴对称点的坐标规律。
2.解题方法技巧:
①关于轴对称:,横坐标不变纵坐标相反;
②关于轴对称:,纵坐标不变横坐标相反;
③循环变换找规律,利用周期求解。
【例题7】.(26-27八年级上·福建三明·阶段检测)如图,平面直角坐标系中,有以下几个点:,,,过点作轴的垂线.
(1)作出关于直线的轴对称图形;
(2)直接写出,,的坐标;
(3)在内有一点,直接写出点关于直线的对称点的坐标(结果用含,的式子表示).
【答案】(1)
(2),,
(3)
【分析】(1)根据轴对称的性质作图即可;
(2)写出,,的坐标即可;
(3)根据轴对称的性质即可得点P关于直线l的对称点的坐标.
【详解】(1)略
(2)解:根据图形可得,,;
(3)解:点的坐标为,即.
【变式题7-1】.(26-27八年级上·河南信阳·阶段检测)如图,平面直角坐标系中,,,,过点作轴的垂线.
(1)作出关于直线的轴对称图形;
(2)在内有一点,则点关于直线的对称点的坐标为(________,________)(结果用含,的式子表示)
(3)若点是内的一点,其关于轴的对称点为,求,的值.
【答案】(1)
(2),
(3)
【分析】(1)分别找到A,B,C三点关于直线的对称点,依次连接三个对称点画出轴对称图形即可;
(2)根据关于直线对称的点的坐标规律,纵坐标不变,横坐标满足到距离相等,推导出对称点坐标为;
(3)利用关于x轴对称的点横坐标不变、纵坐标互为相反数的性质列出方程组,解方程组求出m,n的值.
【详解】(1)解:关于直线对称的点纵坐标不变,横坐标满足到距离相等,,,,
,,,即,,;
(2)解:设,
关于直线对称的点纵坐标不变,横坐标满足到距离相等,
,
解得,
∴点的坐标为;
(3)解:由题意得,
解得,
此时点是内的一点,满足题意.
【变式题7-2】.(26-27八年级上·福建厦门·阶段检测)如图在正方形网格中,直线l与网格线重合,点A,C,,均在网格点上,已知和关于直线l对称.
(1)请在图上把和补充完整;
(2)若以直线l为y轴的坐标系中,每小格代表一个单位长度,点的坐标为,则点B的坐标为________.
【答案】(1)如图所示:
(2)
【分析】(1)根据轴对称图形的定义作图即可;
(2)找出原点的位置,即可求得答案.
【详解】(1)略
(2)解:若点的坐标为,则原点O如下图所示,因此点B的坐标为.
【变式题7-3】.(2026八年级上·甘肃·专题练习)已知在平面直角坐标系中的位置如图所示.
(1)请作关于轴对称的,边上的点在上的对应点的坐标是______;
(2)请作关于轴对称的.
【答案】(1)如图,就是所求作的三角形
点的坐标是.
(2)如图,就是所求作的三角形
【分析】(1)先确定,,关于轴对称的对称点,,,再顺次连接,,即可得到,再根据轴对称的性质可得点的坐标;
(2)先确定,,关于轴对称的对称点,,,再顺次连接,,即可得到.
【详解】(1)解:画图略,
边上的点在上的对应点的坐标是.
(2)略
【题型8】等腰(边)三角形的边角计算
1.核心知识点:
等腰三角形的腰与底、顶角与底角;等边三角形的三边与三角;三角形内角和与三边关系。
2.解题方法技巧:
①已知等腰三角形两边时,分类讨论腰与底,并用三边关系验证取舍;
②已知等腰三角形一角时,判断该角是顶角还是底角,利用两底角相等与内角和为分类求解;
③等边三角形三边相等、三角均为,连接各边中点所得三角形仍为等边三角形;
④结合含直角三角形性质,将边角关系转化为线段倍分求解。
【例题8】.(25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)若等腰三角形腰上的高是腰长的一半,则这个等腰三角形的底角是( )
A.或 B. C. D.或
【答案】A
【分析】等腰三角形腰上的高既可以在三角形内部,也可以在三角形外部,需分两类情况讨论;每类都在直角三角形中,通过“倍长这条直角边”作辅助线,构造全等三角形,进而得到等边三角形,先推出“直角三角形中,如果一条直角边等于斜边的一半,那么这条直角边所对的锐角等于”,再利用等边对等角和三角形内角和定理求出底角.
【详解】解:分两种情况讨论.
(1)当等腰三角形为锐角三角形时,腰上的高在三角形内部,垂足D在上,如图.
在中,,于点D,
.
在直角三角形中,.
延长到点E,使,连接,则.
,,
.
在和中,
(公共边),,,
∴,
(全等三角形的对应边相等),
,
是等边三角形,
,即,
,即.
,
.
(2)当等腰三角形为钝角三角形时,腰上的高在三角形外部,垂足D在的延长线上,如图.
在中,,交的延长线于点D,为钝角,
.
在直角三角形中,.
同(1)得,
.
,
,
.
综上,这个等腰三角形的底角为或.
【点睛】①腰上的高既可在三角形内部,也可在三角形外部,必须分类讨论,只算一种必然漏解;②教材中只有“角所对的直角边等于斜边的一半”这一性质定理,“直角边等于斜边的一半,则所对锐角为”不能直接使用,应先倍长该直角边,构造全等三角形得到等边三角形推证后再用;③钝角情形中,与互补,顶角应为,不要把直接当作顶角,否则会漏掉这一解.
【变式题8-1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)如图,是等边三角形,点在边上,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴.
【变式题8-2】.(25-26八年级上·陕西安康·期末)如图,在中,,D是边上任意一点,连接,过点分别向、引垂线,垂足分别为、,是的边上的高.
(1)当点为的中点时,求证:;
(2)线段、、的长度之间存在怎样的数量关系?并说明理由.
【答案】(1)证明:,
,
为的中点,
,
,,
,
在和中,,
,
;
(2),理由如下,
,,,,
,
,
,
,
即,
.
【分析】(1)等边对等角,用证明,根据全等的性质得到;
(2)等面积法,,,,,代入进行计算即可.
【详解】(1)略
(2)略
【变式题8-3】.(26-27八年级上·内蒙古呼和浩特·阶段检测)如图,中,.,的延长线与相交于点F.连接、.
(1)求证:;
(2)若.求的长.
【答案】(1)证明:∵,,
∴,,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)4
【分析】(1)根据全等三角形的性质,得到,,进而得到为等边三角形,得到,根据内错角相等,两直线平行,即可得出结果;
(2)由等边三角形的性质得,结合已知,公共边,利用判定,得到,进而推出相关角为,再利用含角的直角三角形中,角所对的直角边是斜边的一半的性质求解的长度.
【详解】(1)略
(2)解:由(1)知是等边三角形,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
在中,,,
∴.
【压轴素养题型】
【题型9】等腰三角形与垂直平分线、角平分线综合
1.核心知识点:
垂直平分线;角平分线;等腰三角形的三线合一。
2.解题方法技巧:
①利用垂直平分线转化线段相等;
②利用角平分线转化角相等,结合等角对等边证等腰;
③三线合一用于证明垂直、平分、角相等。
【例题9】.(26-27八年级上·内蒙古呼和浩特·阶段检测)如图,在中,,,,.
(1)求证:是等腰三角形.
(2)若,求的长.
【答案】(1)证明:如图,
∵,,
∴,
,
,
,
,
,
,
是等腰三角形.
(2)
【分析】(1)根据等腰三角形性质结合条件得,进一步求出,再根据即可求出,进而得,即可证明是等腰三角形.
(2)由(1)得:,,根据垂直定义得,再根据度角所对边等于斜边的一半即可得,进而得,再根据,计算即可得的长为.
【详解】(1)略
(2)解:如图,
由(1)得:,,
∵,
∴,
在中,,,
∴,
在中,,,
∴,
∴,
∴的长为.
【变式题9-1】.(26-27八年级上·江苏南通·阶段检测)如图,在等边中,点是线段上一点,作射线,点关于射线的对称点为,连接并延长交射线于点.
(1)若,则_________,_________;
(2)求的度数;
(3)用等式表示线段,,之间的数量关系并证明.
【答案】(1);
(2)
(3),理由如下:
如图,在上截取,使得,连接,
∵,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,
在和中,
∵,
∴,
∴,
又根据对称性得到,
∴,
∴,
∴,
故.
【分析】(1)连接,先证明,,求出,再利用等腰三角形性质及三角形内角和求解即可.
(2) 连接,设,利用等边三角形的性质,对称的性质,等腰三角形的性质,三角形内角和定理解答即可.
(3) 如图,在上截取使得,判定是等边三角形,证明,根据对称性得到,代换证明即可.
【详解】(1)解:连接,
在等边中,,
∵点关于射线的对称点为,
,
∵,
,
,
∴;
在中,
;
(2)解:连接,
在等边中,,
∵点关于射线的对称点为,
,
设,
,
,
∴;
在中,
;
(3)略
【变式题9-2】.(26-27八年级上·江苏南通·阶段检测)如图,在中,,在上截取,连接,在的外部作,且交的延长线于点.
(1)证明:;
(2)延长到,使,连接、.请在备用图里补全图形,猜想与的数量关系并加以证明.
【答案】(1)证明:∵,
∴.
∵,,,
∴,
∴.
(2)补全的图形如图所示,.
证明:如上图,过点B作于点G,
∵,
∴,即.
∵,
∴.
在和中,
,
∴,
∴.
∵,,
∴是的垂直平分线,
∴.
∵,
∴,即.
∵于点G,
∴是的垂直平分线,
∴,
∴,
∴.
【分析】(1)根据“等边对等角”和三角形外角的定义,结合已知条件,可得到,根据“等角对等边”证明.
(2)由推出,结合推出,证明,得到;注意到E、A、D、F四点共线,过B作,利用得G为中点,进而证G为中点,由垂直平分线性质得,故,等量代换即得结论.
【详解】(1)略
(2)略
【变式题9-3】.(2026八年级上·全国·专题练习)已知三角形的中线时,我们常用“倍长中线”的方法构造全等三角形,解决相关计算或证明问题.
(1)如图1,在中,,,则边上的中线的取值范围是____ .
(2)如图2,在中,是边BC的中点,,交于点,交于点,连接,求证:.
(3)如图3,在四边形中,,交的延长线于点,是的中点,是的平分线.试探究线段,,之间的数量关系,并加以证明.
【答案】(1)
(2)证明:如图2,延长到点,使,连接,,
是边的中点,
,
,
在和中,,
∴,
,
,
,
在和中,,
,
,
在中,,
;
(3)解:,
理由如下:
如图3,延长,交于点,
,
,
在和中,,
,
,
是的平分线
,
,
,
,
.
【分析】(1)延长到点,使,连接,证明,再根据三角形三边关系求解即可;
(2)延长到点,使,连接,,证明和,得到,根据三角形三边关系求解即可;
(3)延长,交于点,证明,得到,根据是的平分线得到,即可得证.
【详解】(1)如图,延长到点,使,连接,
是边上的中线,
,
在和中,
,
,
在中,,,
,
,
,
;
(2)略
(3)略
【题型10】利用轴对称求最短路径(将军饮马)
1.核心知识点:
轴对称变换;两点之间线段最短。
2.解题方法技巧:
①作定点关于定直线的对称点,连接对称点与另一动点;
②利用“两点之间线段最短”求最值;
③将军饮马模型:作对称点后连线,交点即最值点。
【例题10】.(25-26七年级下·陕西西安·期末)最短路径问题:
例:如图①所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区A、B提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从A、B到它的距离之和最短.
解:如图②,只有A关于l的对称点与点C、B在一直线上时,才能使最小.作点A关于直线“街道”的对称点,然后连接,交“街道”于点C,则点C就是所求的点.
应用:如图③,点A是锐角内部任意一点,在的两边上各取一点B,C,组成,当B、C在什么位置时,周长最小?
(1)在图中找出符合条件的点B和C,并画出.
(2)若,,求周长的最小值.
【答案】(1)
(2)10
【分析】(1)分别作点A关于的对称点,连接分别交于点B,点C,则点B,点C即为所求;
(2)连接,由轴对称的性质可得,,可证明是等边三角形,得到;可证明当四点共线时,的周长有最小值,据此可得答案.
【详解】(1)略
(2)解:如图所示,连接,
由轴对称的性质可得,,
,
∴,
∴是等边三角形,
∴;
∵的周长,
∴当四点共线时,的周长有最小值,最小值为10.
【变式题10-1】.(25-26七年级下·山东枣庄·期末)最短路径问题例:如图①,要在街道旁修建一个奶站,向居民区,提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使,到它的距离之和最短?
解:如图②,只有点关于直线的对称点与点,在同一条直线上时,才能使的值最小,作点关于直线的对称点,然后连接,交直线于点,则就是所求的点.
应用:
如图③,是锐角内部任意一点,在的两边,上各取一点,,组成,使它的周长最小.
(1)借助直角三角尺在图③中找出符合条件的点和点,并画出;
(2)若,,请结合有一个角是的等腰三角形是等边三角形这个结论,求周长的最小值.
迁移:
(3)如图④是锐角内部一条线段,在的两边,上各取一点,组成四边形,使四边形周长最小.
【答案】(1)
(2)周长的最小值为10
(3)
【分析】(1)分别作出点关于和的对称点和,连接与和的交点即为点和点,即为所求;
(2)连接、和,根据轴对称的性质得到,,,,可知,即是边长为10的等边三角形,即可求出周长的最小值;
(3)如图,作关于的对称点,再作关于的对称点,连接交于C,交于D,四边形即为所求.
【详解】(1)略;
(2)解:如图,连接、和,
∵点和点关于对称,
,,
同理,,
,
又,
.
又,
是边长为10的等边三角形,
则,
即周长的最小值为10;
(3)略.
【变式题10-2】.(25-26七年级下·辽宁阜新·期末)【提出问题】唐代诗人李颀的《古从军行》开头两句“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”.
【分析问题】
(1)如图1,为了解决这个问题,数学小组的同学提出了如下四种确定河边饮马点的方案.正确的方案是____________(填序号).
【解决问题】
(2)如图2,在中,点与点关于直线对称,点是直线上的动点.若,,,则周长的最小值为____________.
【类比探究】
(3)如图3,点是内一定点,将军牵马从军营出发,先到河流边上一点饮马,再到草地边上一点吃草,最后回到军营.
①在图3上作图:使将军走过的路程最短.(保留作图痕迹)
②当将军走过的路程最短,且时,则____________.
【答案】(1)④
(2)11
(3)①如图,点、即为所求
②70
【分析】(1)经典将军饮马问题中,求直线上一点使最短的方法是:作其中一个点关于直线的对称点,连接对称点与另一个点,与直线的交点即为所求;
(2)连接,根据轴对称得出,则的周长,得出最小值为的长度,即可解答;
(3)①分别作点关于的对称点、点关于的对称点,连接,交于,交于,点、即为所求,此时最短;
②由对称性质可知:,,从而求出,在中,根据三角形内角和定理求出,即可解答.
【详解】(1)略
(2)解:如图,连接,
∵点与点关于直线对称,
∴,
∴的周长,
当点共线,且点位于之间时,最小,最小值为的长度,
∵,,
∴周长最小值为;
(3)解:①略
②如图,
由对称性质可知:,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴.
【变式题10-3】.(25-26七年级下·广东清远·期末)问题解决
【提出问题】
唐代诗人李颀的《古从军行》开头两句“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”中隐含着一个有趣的数学问题——将军饮马,如图1,将军牵马从营地出发,先到河流边上一点饮马,再去河岸同侧的营地开会,应该怎样走才能使路程最短?
【分析问题】
(1)为了解决这个问题,数学小组的同学提出了如下四种确定河边饮马点的方案.
正确的方案是________(填序号),此方案中用到的求最短路程的数学知识是 .
【解决问题】
(2)如图2,在中,点与点关于直线成轴对称,点是直线上的动点.若,,,则周长的最小值为________.
【类比探究】
(3)如图3,点是内一定点,将军牵马从军营点出发,先到河流边上一点饮马,再到草地边上一点吃草,最后回到军营.
①在图3中作图:使将军走过的路程最短.(保留作图痕迹,辅助线用虚线,最短路程用实线)
②当将军走过的路程最短,且时,求的度数.
【答案】(1)④,两点之间,线段最短
(2)
(3)①所作图形如下:
②
【分析】(1)根据轴对称的性质以及两点之间线段最短即可求解;
(2)连接,则有,然后可得,进而问题可求解;
(3)①过点P分别作,的对称点,,连接与,交点即为点C,D,则此时最短;
②由三角形内角和定理可得,由轴对称的性质可得,则,故,同理可得,再由三角形内角和定理求解.
【详解】(1)解:正确的方案是④,
∵由轴对称的性质可得,
∴当点B,C,三点共线时,,
∴此方案中用到的求最短路程的数学知识是两点之间,线段最短,
(2)解:连接,如图所示:
∵点与点关于直线成轴对称,
∴,
∵的周长为,
∴,
∴当点,C,三点共线时,有最小值,
∴周长的最小值为;
(3)解:①略
②∵,,
∴,
由轴对称的性质可得,
∴,
∴,
同理可得,
∴,
∴.
易错点
1.混淆轴对称图形与两个图形成轴对称:轴对称图形是一个图形自身对称,成轴对称是两个图形之间的对称关系。
2.等腰三角形分类讨论遗漏:已知一边或一角时,需分类讨论腰与底、顶角与底角,并验证三角形三边关系。
3.误用含30°直角三角形性质:该性质仅适用于直角三角形且锐角为30°,一般三角形或非30°角不适用。
4.对称轴理解错误:对称轴是直线,不是线段,且是任意一对对应点连线的垂直平分线。
重点
1.轴对称的性质:成轴对称的两个图形全等,对称点连线被对称轴垂直平分。
2.线段垂直平分线的性质与判定,以及尺规作图。
3.等腰三角形、等边三角形的性质与判定,三线合一、等边对等角、等角对等边。
4.含30°角的直角三角形的性质。
难点
1.利用轴对称求最短路径(将军饮马模型)。
2.等腰三角形的分类讨论问题。
3.轴对称与全等三角形、动点最值、存在性的综合探究。
4.坐标轴对称与图形变换综合的规律探究。
【对应练习题】
一、单选题
1.下列图形中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据轴对称图形的定义判断即可.
【详解】解:选项:不是轴对称图形,不符合题意;
选项:是轴对称图形,符合题意;
选项:不是轴对称图形,不符合题意;
选项:不是轴对称图形,不符合题意.
2.已知点与点关于x轴对称,则m、n的值分别为( )
A.3, B.,3 C.3,4 D.,4
【答案】A
【详解】解:∵点与点关于轴对称,
∴,;
解得,.
3.如图,在中,,点D在边上,,则图中的等腰三角形是( )
A. B. C. D.和
【答案】B
【分析】根据等腰三角形定义,由两边相等判断即可.
【详解】解:,
是等腰三角形,
,,
,
不是等腰三角形
∵与不一定相等,
不一定是等腰三角形,
只有是等腰三角形.
二、填空题
4.如图,等边三角形中,是上的高,若,则________.
【答案】2
【分析】根据等边三角形的性质可得,利用等边三角形三线合一的性质可得为中点,即可求解.
【详解】解:∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴.
5.如图,在四边形中,,.若,,则四边形的面积为__________.
【答案】24
【详解】解:∵,,
∴是的垂直平分线,
∵,,
∴四边形的面积为.
6.如图,已知线段,分别以点,为圆心,长为半径画弧,两弧在上方交于点,在下方交于点,连接交于点.以点为圆心,长为半径画弧,交线段于点,连接,,则的大小为_________.
【答案】/度
【分析】由作图得为等边三角形、是的垂直平分线,从而、;再由知为等腰直角三角形,把拆成与之和即可求.
【详解】解:分别以点、为圆心,长为半径画弧,两弧在上方交于点,在下方交于点(如图).
,.
为等边三角形,
.
,,
点、都在的垂直平分线上,
是的垂直平分线,
,为的中点.
点在线段上,
.
以点为圆心,长为半径画弧,交线段于点,
.
为等腰直角三角形,
.
点在上,
.
点、分别在的两侧,
.
三、解答题
7.如图,,,求证:是等腰三角形.
【答案】证明:在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰三角形.
【分析】利用证明,得出,根据等角对等边得出,即可得出是等腰三角形.
【详解】略
8.如图,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边m饮马,然后到位于直线l上的草场上喂马,最后回到B地,请帮他设计一条路线,使其行走的路程最短.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查了最短路程问题,作点A作关于直线m的对称点,作点B作关于直线l的对称点,连接交直线m于点C,交直线l于点D,则行走路程最短的路线如图.
【详解】解:作点A作关于直线m的对称点,作点B作关于直线l的对称点,连接交直线m于点C,交直线l于点D,则行走路程最短的路线如图所示.
9.如图,在平面直角坐标系中,.
(1)在图中画出关于y轴对称的,并写出和的坐标.
(2)在x轴上作出一点P,使最小.(保留作图痕迹,不要求写作法)
【答案】(1)解:,,关于y轴的对称点分别是,画图如下:
则即为所求,.
(2)解:根据题意,作图如下:
则点P即为所求.
【分析】(1)根据纵坐标不变,横坐标变为相反数,确定变换后的坐标,,画图即可.
(2)根据轴对称的性质,作图即可.
【详解】(1)解:略.
(2)解:略.
10.如图,在中,,垂直平分,连接.
(1)证明:.
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明:∵垂直平分,
∴,
∴,
∴;
(2)6
【分析】(1)先根据线段垂直平分线的性质得到,则,然后利用三角形的外角性质可得结论;
(2)先根据三角形的内角和定理求得,由(1)可知,在中,求得,利用含30度角的直角三角形的性质得到,进而利用线段垂直平分线的性质即可求解.
【详解】(1)略
(2)解:∵,,
∴,
由(1)可知,
在中,,
∴;
∴,
∵垂直平分,
∴.
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